高中物理 第1章 第3节 第1课时 电场 电场强度 点电荷的电场 电场强度的叠加课件 新人教版选修3-1.ppt

第一章静电场 第3节电场强度第1课时电场电场强度点电荷的电场电场强度的叠加 1 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的 知道场与实物是物质存在的两种形式 2 体会用比值定义物理量的方法 理解电场强度的定义 公式 单位 方向 3 能推导点电荷的电场强度的公式 并能应用公式进行有关的计算 知道电场强度的叠加原理 并能应用这一原理进行简单的计算 要点一电场1 电场 电荷周围存在的一种特殊物质 它是物质存在的一种形式 电荷间的相互作用是通过它们的电场发生的 2 电场的基本性质 对放入其中的电荷有力的作用 3 电场力 电场对电荷的作用力 4 静电场 静止电荷周围产生的电场 电场和实物的差别电场是一种不同于实物的另一存在形式 它与实物有许多差别 例如 1 实物所占据的空间不能再为另一实物所占据 但几个场可以同时占据同一个空间 2 电场虽然看不见 摸不着 但它总能通过一些性质而表现其存在 1 试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小 放入试探电荷后不引起原电场的明显变化 2 试探电荷有电荷量 但是要忽略它所产生的电场 负电荷在电场中某点所受的电场力的方向与该点的电场强度方向相反 3 电场力和电场强度的区别和联系 4 电场强度的叠加 1 叠加原理 电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和 例如 图中P点的电场强度 等于 Q1在该点产生的电场强度E1与 Q2在该点产生的电场强度E2的矢量和 2 比较大的带电体的电场 可把带电体分成若干小块 每小块看成点电荷 用点电荷电场叠加的方法计算 在真空中O点放一个点电荷Q 1 0 10 9C 直线MN通过O点 OM的距离r 30cm M点放一个试探电荷q 1 0 10 10C 如图所示 求 1 q在M点受到的作用力 2 M点的电场强度 3 拿走q后M点的电场强度 4 M N两点的电场强度哪点大 答案 见解析 方法总结 解决此类问题应注意以下两点 1 电场强度的大小和方向取决于电场本身 2 电场强度的求解方法有两种 一是用定义式E F q求解 该式适用于任何电场 二是用E kQ r2求解点电荷在某点的电场强度 其方向由场源电荷Q的正负决定 如 Q时 E的方向沿半径r向外 Q时 E的方向沿半径r反向 向内 点电荷Q产生的电场中有一A点 现在在A点放上一电荷量为q 2 10 8C的试探电荷 它受到的静电力为7 2 10 5N 方向水平向左 则 1 点电荷Q在A点产生的场强大小为E 方向 2 若在A点换上另一电荷量为q 4 10 8C的试探电荷 此时点电荷Q在A点产生的场强大小为E 该试探电荷受到的静电力大小为 方向 变式训练1 1 答案 1 3 6 103N C水平向左 2 3 6 103N C1 44 10 4N水平向右 AB和CD为圆上两条相互垂直的直径 圆心为O 将电荷量分别为 q和 q的两点电荷放在圆周上 其位置关于AB对称且距离等于圆的半径 如图所示 要使圆心处的电场强度为零 可在圆周上再放一个适当的点电荷Q 则该点电荷 A 应放在A点 Q 2qB 应放在B点 Q 2qC 应放在C点 Q qD 应放在D点 Q q 答案 CD 方法总结 解决此类问题的基本思路是 1 明确有几个场源 2 分析各个场源在所考查的位置或空间激发电场的大小和方向 3 根据场叠加原理 多个场源激发电场的合电场强度等于各个电场单独存在时 在该点产生的电场强度的矢量和 如图所示 真空中带电荷量分别为 Q和 Q的点电荷A B相距r 求 1 两点电荷连线的中点O处的场强 2 在两点电荷连线的中垂线上距A B两点都为r的O 点处的场强 变式训练2 1 如图所示 一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有 Q的电荷 球心O上场强为零 现在球壳上M处挖去半径为r r R 的一个小圆孔 则此时球心O上的场强大小为多少 方向如何 已知静电力常量为k 答案 见解析 方法总结 球壳可以被分割成许多小块 每一小块都可看成点电荷 并且能找到它关于球心对称的另一小块 它们在球心处产生的合场强为零 则所有小块对O点的合场强为零 有一块一旦被挖去 那么它关于球心对称的另一块的电场就能表现出来 变式训练3 1 答案 C 1 下列说法正确的是 A 只要有电荷存在 电荷周围就一定存在着电场B 电场是一种物质 它与其他物质一样 是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 电荷间的相互作用是通过电场产生的 电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D 电场是人为设想出来的 其实并不存在 解析 电场是电荷周围客观存在的一种特殊物质 电荷间的相互作用是通过电场产生的 不是假想的 故A B C正确 答案 ABC 答案 C 答案 A 答案 D